공통	현대 흡수식 냉동기 단위체계에 대해서	(http://www.hdcc.co.kr)

http://www.hdcc.co.kr

1. SI 단위계 [INTERNET]

1-1) 국제적으로 합의된 7개의 기본 물리단위계 또는 이들의 유도단위를 말한다. 1971년 제14회   도량형총회에서 결정되었다. SI는 불어 □Le Systeme International d'Unites"의 약어이다. 국제도량형총국은 프랑스 파리에 있으며 1875년에 설립되었다.

7개의 기본 물리단위는 다음과 같다.

	길이	질량	시간	전류	열역학적 온도	물질의 양	광도
이름	meter	kilogram	second	ampere	kelvin	mole	candela
심볼	m	kg	s	A	。K	mol	cd

1-2) SI 단위계 외에 가우스(Gauss) 단위계와 영국단위계가 있는데, 전세계적으로 점차 사용이 줄어들고 있는 중이다.

1-3) SI 단위의 접두어

다음과 같은 20개의 접두어가 쓰이며, 각 접두어에 따라 배수 및 약수가 정해져 있다.

약배수	이름	Symbol
[eqn: 10^24]	yotta	Y
[eqn: 10^21]	zetta	Z
[eqn: 10^18]	exa	E
[eqn: 10^15]	peta	P
[eqn: 10^12]	tera	T
[eqn: 10^9]	giga	G
[eqn: 10^6]	mega	M
[eqn: 10^3]	kilo	k
[eqn: 10^2]	hecto	h
[eqn: 10^1]	deka	da

약배수	이름	Symbol
[eqn: 10^-1]	deci	d
[eqn: 10^-2]	centi	c
[eqn: 10^-3]	milli	m
[eqn: 10^-6]	micro	□
[eqn: 10^-9]	nano	n
[eqn: 10^-12]	pico	p
[eqn: 10^-15]	femto	f
[eqn: 10^-18]	atto	a
[eqn: 10^-21]	zepto	z
[eqn: 10^-24]	yocto	y

* 예외적으로 "kg"은 SI 기본단위 이름에 "k"라는 접두어를 이미 달고 있다. 그러므로 질량단위에서는 접두어를 kg에 붙이지 않고 g에 붙인다. 예를 들면,

10-6 kg [eqn: =] 1 mg

[eqn: !=] 1 [eqn: mu]kg

2. 절대단위와 중력단위

2-1) 절대단위 : 절대단위에는 MKS 단위와 cgs 단위가 있다. 길이, 질량, 시간의 단위를 나타내는데 MKS 단위에서는 m, kg, s를 쓰고 cgs 단위로는 cm, g, s를 쓴다.

2-2) 중력단위 : 길이와 시간의 단위로는 m와 s를 사용하고, 힘의 단위로서는 1 kg중 (1 kg 질량에 작용하는 중력 즉, 질량 1 kg의 물체의 무게)을 사용한다. 힘을 표시하는 단위를 절대단위에서는 N(Newton)을 사용하는데, 중력단위인 kgf와의 관계는 다음과 같다.

1 kgf = 9.8 N

3. MKS 단위와 cgs 단위 [기계공학편람, 기초물리학]

	길이	질량	시간
M, K, S	m (meter)	kg (kilogram)	s (second)
c, g, s	cm (centimeter)	g (gram)	s (second)

위의 단위를 기본으로 한 유도단위도 포함한다.

3-1) 1 meter란?

클립톤86(86Kr) 원자의 준위(準位) 2P10과 5d5간의 천이에 대응하는 광파의 진공속에서의 파장의 1650763.73배와 같은 길이이다. 이것은 1960년 도량형총회에서 결정된 새로운 정의이며 이전에는 국제도량형국에 보관되어 있는 미터원기(Standard meter)의 길이를 표준으로 하였다. 이것은 백금과 이리듐의 합금으로 된 막대이며 온도 0℃에서 가장자리 가까이의 가는 두 선간의 간격을 1 m로 정하였다. 원래 1 m는 자오선을 따라 적도에서 북극까지의 거리의 천만분의 1을 의도한 것이었으나, 나중에 다시 정밀하게 측정해 보았더니 약 0.023%의 차이가 있었다.

미터원기는 접근하기 어려운 것이어서 정확한 주복사원기를 만들어 이것을 전세계의 표준화연구실로 보내 2차 표준으로 사용하고 있다. 미터원기는 화재나 전쟁 등으로 인하여 파괴될 가능성도 있다. 1834년 영국국회의사당이 불탔을 때 영국표준야아드와 표준파운드가 파괴된 일이 있다. 프랑스에 의해 설립된 국제도량형국은 국제 중립지역으로서 제2차 세계대전중에 양측의 보호를 받았다.

광파의 파장으로 정의함으로써 10배 정도의 더 정확한 비교가 가능하고, 미터원기와 달리 86Kr은 쉽게 어디에서나 구할 수 있다.

3-2) 1 kg이란?

국제 kilogram 원기(原器)인 백금과 이리듐 합금체의 질량. 원기번호 No.20이며 국제도량형국에 보관되어 있다.

* 측정된 몇가지 길이와 질량

길이	미터(m)
사진에 찍힌 가장 먼 별까지 의 거리	[eqn: 10^24]
가장 가까운 은하수(안드로메다 별자리)까지의 거리	2×[eqn: 10^22]
은하수의 반지름	6×[eqn: 10^18]
태양의 반지름	6.9×[eqn: 10^8`]
지구의 반지름	6.4×[eqn: 10^6`]
지구와 태양간의 평균거리	1.49×[eqn: 10^11`]
지구와 달간의 평균거리	3.80×[eqn: 10^8`]
에베레스트산의 높이	8.9×[eqn: 10^3`]
수소원자의 반지름	5.0×[eqn: 10^-11`]
가장 큰 원자핵의 크기	[eqn: 10^-15`]
나의 신장(키)	1.7

물체	킬로그램(kg)
태양	2.0×[eqn: 10^30`]
지구	6.0×[eqn: 10^24`]
달	7.4×[eqn: 10^22`]
우라늄 원자	4.0×[eqn: 10^-26`]
양성자	1.7×[eqn: 10^-27`]
전자	9.1×[eqn: 10^-31`]

3-3) 1 초란?

평균태양일의 1/24×60×60이다. 평균태양일이란 1일을 1년간의 태양의 평균속도로 나타낸 것이다. 제2의 표준시간으로는 전기적으로 유지되는 수정의 자유주기진동을 이용한 수정결정시계를 이용한다. 이 시계의 1년간의 최대오차는 0.02초이다. 1967년 제13회 도량형총회에서는 세슘(133Cs) 원자시계에 기초를 둔 초를 국제표준으로 채택하였다. 초는 133Cs의 특별히 선정된 전이주기의 9,192,631,770배로 정의되었다. 세슘시계는 6000년 동안의 오차가 1초이하이며, 더 좋은 원자시계가 계속 연구중에 있다.

* 측정된 몇가지 시간

시간	초(sec)
지구가 1회 자전하는 시간(하루)	[eqn: 10^5`]
지구가 1회 공전하는 시간(일년)	[eqn: 10^7`]
사람의 일생	[eqn: 10^9`]
서력기원이 시작한 후의 시간	[eqn: 10^11`]
인류가 출현한 이후의 시간	[eqn: 10^13`]
공룡이 출현한 이후의 시간	[eqn: 10^15`]
최초 화석생물이 출현한 후의 시간	[eqn: 10^17`]
전자가 원자핵을 1회전 하는 시간	[eqn: 10^21`]

4. 속도의 단위 [물리 p.18]

4-1) 마하(mach) : 주로 비행기의 속력단위로 사용. 음속의 몇 배인가로 표시한 것.

1 mach = 340 m/s at 15℃

1 mach 보다 큰 속력을 □초음속□이라 한다

4-2) mile/h

1 mile(육상마일) = 1,609 m

4-3) knot

1 mile(해상마일) = 1,852 m

1 knot = 1 mile/h = 1,852 m/h

4-4) 지구의 공전속도 : 약 30 km/s

빛의 속도 : 3x108 m/s

빙하의 평균 이동속도 : 10-6 m/s

5. 힘의 단위 [물리 p.56]

5-1) 1 N(Newton) : 질량 1 kg인 물체를 1 m/s2의 가속도로 움직이게 하는 힘.

1 N = 1 kg x 1 m/s2 = 1 kg·m/s2

5-2) 1 dyne : 1 g의 질량을 1 cm/s2의 가속도로 움직이는 힘.

1 dyne = 1 g x 1 cm/s2 = 1 g·cm/s2

*  105 dyne = 1 N

(∵ 1 N = 1 kg·m/s2 = 1000 g ·100 cm/s2 = 105 g·cm/s2 = 105 dyne)

5-3) 1 kgf (f = force) : 질량 1 kg인 물체를 지구가 중력가속도(9.80665 m/s2)로 잡아당기는 힘. 이것은 물체의 무게를 나타내며, 무게도 힘의 일종이다.[기계공학편람]

1 kgf = 1 kg x 9.8 m/s2 = 9.8 kg·m/s2 = 9.8 N

= 1 kg중 (중 = 중력)

= 1 kgw (w = weight)

= 1 kp (kp = kilo pond)

= 1 kg : 공학에서 보통 f를 생략하여 사용함. 예를 들어,

1 PS(마력) = 75 kg·m/s라고 할 때의 kg은 kgf를 뜻한다.

75 kg·m/s를 절대단위로 고쳐본다면,

75 kg·m/s = 75 kgf·m/s

= 75 x 9.80665 N·m/s (∵ 1 kgf = 9.80665 N)

= 735.5 N·m/s

= 735.5 W (∵ 1 W = 1 N·m/s)

5-4) 질량과 무게의 관계

(1) 질량 : 위치에 따라 변하지 않는 물체 고유의 양으로서, 단위는 kg이다.

(2) 무게 : 물체에 작용하는 지구의 중력으로서, 지구상의 위치나 높이에 따라 달라진다. 단위                는 kgf이다.

5-5) 중력질량과 관성질량

(1) 중력질량 :  물체의 무게를 재서 질량을 구한다.

[eqn: m~=~ {W} over {g} ``]  [eqn: ( BECAUSE ~W``=``mg`)]

(2) 관성질량 : 일정한 힘을 가해 가속도의 크기를 비교하여 질량을 구한다.

[eqn: m~=~ {F} over {a } ``]  [eqn: (~ BECAUSE ~F``=``ma`)]

5-6) 무게와 힘의 비교

(1) 힘   : F = m·a (질량 x 가속도)

무게 : W = m·g (질량 x  중력가속도)

(2) 중력(g)이 없는 곳(예로써, 우주선)에서 큰 질량의 물체를 드는데 필요한 힘은?

-- 힘은 0이다. W = m·g = 0이므로(∵ g = 0).

(3) 그러나, a의 가속도로 이 물체를 미는데 필요한 힘은?

-- 질량과 가속도가 0이 아니므로 F = m·a에 해당하는 힘이 필요하다.

(4) 1kg 질량의 무게는 지구상의 위치에 따라 변한다.

① W = m·g 에서 g가 위치에 따라 달라지기 때문이다. g가 차이가 나는

이유는,

a) 지구의 자전에 의한 원심력의 차이 : 약 65% 차지

b) 지구 지름(만유인력)의 차이 : 약 35% 차지

② 위와 같은 이유로 중력가속도(g)의 크기는,

a) 적도에서 최소   : 9.780

b) 양극에서 최대   : 9.832

c) 국제협정 표준값 : 9.80665

d) 서울            : 9.799

(5) 중력가속도(g)를 계산으로 구하는 법

Newton의 만유인력의 법칙은 다음과 같다.

[eqn: it F`` = ``G``{M·m}over{r^2}]

[eqn: F~: ``만유인력,~ M~:``태양의 질량,~m~:``행성의 질량,~r~:``공전궤도반경,]

[eqn: rm G~:``만유인력상수``=``6.67 TIMES 10^-11````{N·m^2}/{kg}^2]

[eqn: F~=``mg~]의 식과 만유인력식을 이용하면,

[eqn: it F`` = ``G``{M·m}over{r^2}``=``mg ~이므로,]

[eqn: g`` = ``{G``·M}over{r^2}]

□ 지구의 질량

[eqn: rm =~{{6.67 TIMES 10^-11 ~N·m^2 /{kg}^2``TIMES`` 6 TIMES 10^24 ``kg}} over{({6.4 TIMES 10^6`` m})}^2~ ~≒~9.8~m/s^2]

□ 지구반경

* 위 식에서는 지구와 물체간의 인력이므로 M = 지구의 질량, m = 물체의 질                      량이다.

6. 일의 단위 [물리p.128]

물체에 일어난 변화의 양을 힘과 이동거리로 나타낸 것이다. 힘의 크기를 F, 이동거리를 s라 하면,

W = F·s

고로, 아무리 큰 힘을 가해도 물체가 이동하지 않으면 한 일은 없다.

일의 단위는 에너지의 단위와 같다.

6-1) 1 J(Joule) : 1 N의 힘으로 1 m 움직이는데 필요한 일.

1 J = 1 N·m = 1 kg·m2/s2

6-2) 1 erg = 1 dyn·cm = 10-7 J (∵ 1 dyn = 10-5 N, 1 cm = 10-2 m)

6-3) 1 PSh = 2.648 × 106 J = 2.648 MJ

6-4) 1 Ws (Watt·second) = 1 J ( ∵ 1 W = 1 J/s, 뒤의 7-1) 참조)

6-5) 1 Wh (Watt·hour) = 3600 J

6-6) 1 kwh (kilowatt·hour) = 3.6×106 J = 3.6 MJ

6-7) 1 kgf·m = 9.80665 J

7. 일률의 단위

일률은 단위시간에 한 일의 양이다.

[eqn: P~=``W over t ~=~{F``s} over t~ =~ F``v``]

역으로 일률에 시간을 곱하면 일이 된다. 즉,

[eqn: P~=``W over t ~에서 ~P CDOT t~=~W~]

그러므로 일률과 시간의 곱 형태인 Ws, PSh, HPh 등은 일의 단위와 같다.

7-1) 1 W (Watt) = 1 J/s

7-2) 1 PS  = 75 kg·m/s = 735.5 W = 0.7355 kw

PS는 불마력, 독마력 또는 미터마력이라 하며, HP에 비해 많이 쓰이는 단위임. 독어 Pferdst□rke(마력)의 약자임.

7-3) 1 HP = 550 lb·ft/s = 745.7 W

HP는 영마력이라 하며, PS에 비해 적게 쓰임. Horse Power의 약자.

8. 압력의 단위 [물리 p.181, 기계공학편람, 열역학 p.9]

액체와 기체에는 □압력(Pressure)□, 고체에는 □응력(Stress)□이라는 용어를 사용한다. 즉, 압력과 응력의 단위는 같다.

8-1) 1 N/m2 : 1 m2에 1 N의 힘이 작용하는 압력

= 1 Pa (Pascal) = 10-2 hPa (hecto pascal)

8-2) 1 bar = 105 N/m2 =  105 Pa = 103 hPa

= 10 N/cm2 = 106 dyne/cm2  (∵ 1 N = 105 dyne)

= 103 mbar

1 mbar = 1 hPa

8-3) 1 공업기압 (Technical atmosphere, at) : 1cm2의 면적에 1kgf의 힘이 작용하는 압력.

1 at = kgf/cm2

= 9.8 N/cm2 (∵ 1kgf = 9.8 N)

= 0.98 bar (∵ 1 bar = 10 N/cm2 )

8-4) 1 기압 (표준기압, Normal atmosphere, atm) : 0℃에서 수은주 760 mm가 나타내는 압력. atm으로 표시한다.

1 atm = 760 mmHg = 760 Torr

= 1.013×105 Pa = 1.013×103 hPa

= 1.0133 bar = 1013.3 mbar

= 1.0332 kgf/cm2abs (∵ 1 kgf/cm2 = 0.98 bar이므로, 1.0133□0.98=1.0332)

= 14.7 lb/in2abs = 14.7 psia

= 10.332 mWG

8-5) 1 mmHg : 중력가속도가 9.80665 m/sec2 인 장소에서 밀도 13595.10 kg/m3인 수은의 높이 1                   mm 의 기둥이 바닥에 미치는 압력.

= 13.59510 kg/m2

= 1 Torr

(1) Torrcelli의 실험

이탈리아의 물리학자 토르첼리(1608 - 47)는 대기압을 측정하기 위해 한쪽 끝이 막힌 유리관에 수은을 넣고 거꾸로 세웠더니 76cm의 높이에서 수은기둥이 멈추는 것을 발견하였다. 이것은 수은기둥에 의한 압력과 대기압이 같다는 것을 의미한다.

(2) 수은주에 의한 대기압의 계산방법

① 수은의 밀도는 13.6×103 kg/m3으로서 단면적이 S인 수은기둥의 무게는,

[eqn: 무게~=~{밀도 TIMES 부피} times 중력가속도~]

[eqn: =] 13.6 × 103 × S × 0.76 × 9.80

[eqn: =] 1.013 × 105 × S (N)

② 0℃에서 수은기둥의 높이가 76cm일 때의 대기압을 1 기압이라고 한다. 따라서 수은기            둥의 무게를 이용하면 압력을 구할 수 있다.

[eqn: P~=~{F} over S =~{{무게} over S}~]

[eqn: =] 1.013×105 N/m2

[eqn: =] 1.013×105 Pa

[eqn: =] 1.013 bar

8-6) 1 mmH2O : 중력가속도 9.80665 m/sec2 인 곳에서 밀도 999.972 kg/m3인 물의 높이 1 mm의 기둥이 바닥에 미치는 압력

1 mmH2O = 0.999972 kgf/m2 = 0.999972□10-4 kgf/m2

= 1 mmAq (Aqua)

= 1 mmWG (Water Gauge)

= 1 mmWC (Water Column)

* 1 kg/cm2에 해당하는 수두값은?

1 mmH2O = 0.999972 × 10-4 kgf/cm2 이므로,

∴ 1 kgf/cm2 = 1 □ (0.999972 □ 10-4)

= 104 mmH2O

= 10 mH2O

8-7) 1 psi (프사이) = 1 lb/in2

= 0.070307 kg/cm2

∴ 1 kg/cm2  = 14.22 psi

8-8) 절대압력 : 완전진공을 압력 0으로 기준한 것.

kg/cm2abs, kg/cm2ata, psia 등으로 표시한다. abs 혹은 a는 Absolute의 약자.

8-9) 계기압력 : 대기압을 압력 0으로 기준한 것.

kg/cm2G, kg/cm2gauge, kg/cm2atg, psig 등으로 표시한다.

8-10) 절대압력과 계기압력과의 관계

Pa = Pg + 대기압

9. 중력단위와 절대단위의 개념 종합정리

중력단위		절대단위
[eqn: rm kg]	질량	[eqn: rm kg]
[eqn: rm kgf`]	힘(=무게)	[eqn: rm N~=~kg CDOT m/s^2`] [eqn: RM dyn~=~g CDOT cm/s^2`] ([eqn: RM 1 ~N~=~10^5 ~dyn])
[eqn: rm kgf CDOT m`]	일(=에너지)	[eqn: rm J~=~N CDOT m~=~kg CDOT m/s^2 CDOT m~=~kg CDOT m^2 / s^2 `] [eqn: RM erg~=~dyn CDOT cm] ([eqn: RM 1 ~J~=~10^7 ~erg])
[eqn: rm kgf CDOT m/s`]	일률	[eqn: rm W~=~J/s~=~kg CDOT m^2 / s^2 ````/s~=~kg CDOT m^2 / s^3`]
[eqn: rm 1~PS~=~75~kgf CDOT m/s`] [eqn: rm =~75~ TIMES ~0.98~N CDOT m/s`] [eqn: rm =~735.5~N CDOT m/s`] [eqn: rm =~735.5~J/s`] [eqn: rm =~735.5~W`]	1 PS (변환의 예)	[eqn: rm 1~PS~=~735.5~W~=~0.7355~kw`] [eqn: THEREFORE ~rm 1~kw~=~1.3596~PS``]
[eqn: rm 1~kgf/cm^2~ =~9.8~N/cm^2] [eqn: rm =~0.98 ~ba r]	압력 (변환의 예)	[eqn: rm 1~ba r~=~10^5 ~Pa~ =~10^5 ~N/m^2`] [eqn: rm =~10 ~N/cm^2`] [eqn: rm =~1.0197 ~kgf/cm^2`]

10. 비중, 비중량 및 밀도

10-1) 밀도([eqn: rho ``])

물질의 단위체적의 질량. 단위는 kg*/m3 (*는 절대단위를 표시).

(1) 물의 밀도 : 물의 밀도는 4℃에서 0.99997×103 kg*/m3로서 103에 가장 가깝고, 가장 높다. 4℃보다 높거나 낮은 온도에서는 밀도가 더 낮다.

(2) 호수의 물이 위에서 부터 어는 이유

겨울철 호수는 위에서 부터 얼게 되는데 그 이유는, 0℃에 가까운 물일수록 밀도가 낮으므로 위로 올라가고 4℃에 가까운 물일수록 밀도가 높으므로 아래로 내려가기 때문이다.

10-2) 비중량([eqn: gamma ``])

단위체적에 대한 중량이다. 단위는 kgf/m3. 밀도를 [eqn: rho ``], 비중량을 [eqn: gamma ``], 중력가속도를 g라 하면,

[eqn: gamma ``= ``rho ``g``]

10-3) 비중(S)

물질의 질량과 4℃, 표준기압에서 이 물질과 같은 체적의 순수한 물의 질량과의 비이며, 무차원수이다. 때로는 물질과 물의 기준온도를 명시하여 15℃/4℃, 60◁/60◁ 등으로 나타내기도 한다. 여기에서 15℃는 시료의 기준온도, 4℃는 물의 기준온도이다.

11. 온도의 단위

11-1) 섭씨(攝氏)온도 : 1742년 스웨덴의 Celsius가 정한 온도. 표준기압하에서 순수한 얼음이 녹는 온도를 0도, 끓는 온도를 100도로 하고 이 사이를 100등분하여 1 눈금을 1도로 정한 온도이며 ℃로 표시한다.

11-2) 화씨(華氏)온도 : 알코홀온도계와 수은온도계를 처음 만들었던 독일인 Fahrenheit가 정한 온도. 물의 끓는 온도를 212도, 어는 온도를 32도로 하여 그 사이를 180등분하여 1눈금을 1도로 정한 온도이며, ◁로 표시한다.

화씨온도와 섭씨온도와의 관계는 다음과 같다.

[eqn: ◁~=~{9 over 5} ℃``+``32]

11-3) 절대온도 : Kelvin에 의해 정해진 온도이며, 。K로 표시한다. 이상기체는 일정압력하에서 온도 1℃ 상승에 따라 체적이 1/273.15씩 증가(0℃ 체적의)하고, 일정용적하에서는 온도 1℃ 상승에 따라 압력이 1/273.15씩 증가(0℃ 압력의)하는 것을 이용한 것이다.

섭씨온도와의 관계는 다음과 같다.

。K = ℃ + 273.15

12. 열의 일당량

열의 본질은 에너지이며, 물체에 변화를 일으키는 원인이 되므로 일과 마찬가지이다.

12-1) 열량을 Q kcal, 이와 동등한 일량을 W kg·m라 하면,

W = JQ

이 J를 열의 일당량이라 하며 426.8이다. 즉, 1 kcal는 426.8 kgf·m에 상당한다. W의 단위를 kgf·m 대신 Joule을 사용한다면,

426.8 kgf·m = 4186 J (∵ 1 kgf = 9.8 N)

즉, 1 kcal는 4186 J에 상당하며 1 cal는 4.186(□4.2) J에 상당한다.

12-2) J의 역수를 일의 열당량이라 하고 A로 나타낸다.

Q = [eqn: { 1} over {J }]W = AW

13. 밝기에 관한 단위 [기계공학편람]

단위시간 동안에 빛의 에너지가 통과하는 양을 광속 또는 광류라고 한다. 광원에서 어떤 방향의 단위입체각에 내보내지는 광속을 그 광원의 광도라고 한다. 어떤 면의 단위면적이 받는 광속을 그 면의 조도라고 한다. 광원이 클 때 광원면의 작은 면적 df의 면에 수직방향의 광도를 df로 나눈 것을 휘도라고 한다.

13-1) 광도

1946년 국제도량형위원회는 광도의 단위로서 칸델라(candela, cd)를 사용하기로 하였다. 1 cd는 백금의 응고점에 있어서 흑체의 1 cm2의 평탄한 표면에 수직방향 광도의 1/60이다. 종래의 국제촉(International candle, int. c)은 영, 미, 불 세나라에 의해 협정된 단위이며, 표준펜탄 등의 수평방향의 광도의 1/10에 거의 같다. 1 국제촉 = 1.018 cd

13-2) 조도

(1) 1 lx(lux) = 1 m·cd : 1 cd의 광원에서 1 m의 거리에 있는 수직평면의 조도.

(2) 1 lx(lux) = 1 lumen/m2 : 1 lumen의 광속이 1 m2의 면적에 균일하게 분포할 때의 조도.

13-3) 휘도

1 stilb(sb) = 1 cd/m2

14. 음향에 관한 단위  [기계공학편람]

14-1) 음의 세기 : 음의 파면에 평행인 면의 단위면적을 단위시간에 흐르는 에너지를 말한다.

cgs 단위는 erg/cm2·s이다.

14-2) 데시벨 : 음의 세기의 레벨은 다음식으로 정의되는 데시벨수(decibel, db)로 부여된다.

□ = 10log10(I/I0)

여기서 I는 측정할 음의 세기, I0는 기준음의 세기이며 보통 10-16 W/cm2을 적용한다.

14-3) 폰 : 어떤 음의 크기를 나타내는데는 정상적인 귀가 이것과 상등한 크기로 느끼는 기준음, 1000 c/s의 평면진행 정현파, 의 데시벨수를 가지고 한다. 이것을 음의 세기레벨과 구별하기 위해서 폰(phone)이라고 한다. 데시벨의 기준점은 10-16 W/cm2으로 한다.

14-4) 음의 진동수의 단위

(1) Hz : 1 cycle/sec.

(2) 옥타브(octave) : 2:1의 진동수비를 단위로 해서 이것을 옥타브라 하며, 진동수 f2와 f1과의 음정을 N = log2(f2/f1) octave로 나타낸다.

15. 전기의 단위

15-1) 전하량의 단위

1 C(Coulomb) : 도선에 흐르는 전류의 세기가 1 A일 때 도선의 한 단면을 1 초 동

안 통과한 전하량.

15-2) 전위

1 V(Volt) : 단위 전하당 전기적 위치에너지로서, 1 C의 전하를 옮기는데 1 Joule의 일이 필요할 때 두 점 사이의 전위차는 1 V(J/C)이다.

15-3) 전기용량

1 F(Farad) : 1 V의 전압을 걸었을 떄 1 C의 전하가 저장될 때의 전기용량. 1 F은 너무 큰 값이므로 실제로는 □F이나 pF이 사용된다.

1 F = 1C/1V = 106□F = 1012 pF

15-4) 전류

1 A(Ampere) :  도선의 단면을 1초 동안 1 C의 전하가 이동하는 전류의 세기. 도선의 단면을 통과하는 전하량을 q라 하면 전류의 세기 I는 다음과 같다.

[eqn: I``=``q over t``]

* 전자 1개의 전하량이 1.6□10-19 C이므로 1 C의 전하량에 해당하는 전자의 수는 6.25□1018이다. 1초 동안에 6.25□1018개의 전자들이 이동할 때의 전류의 세기는 1 A이다.

15-5) 전기저항

(1) 1 □(Ohm) : 1 V의 전압을 걸었을 때 1 A의 전류를 흐르게 하는 전기저항의 값.

(2) Ohm의 법칙 : 전압을 V, 전류를 I, 저항을 R이라 할 때 다음의 관계가 있다.

[eqn: V``=``IR~~또는 ~~I``=``V over R``]

(3) 비저항 : 길이 1 m, 단면적 1 m2인 물질이 가지는 전기저항으로서 물질마다 그 값이 다르다. 비저항이 클수록 부도체에 가깝다. 단위는 □m.

□ 비저항의 단위 : 도선의 저항은 길이(□)에 비례하고 단면적(S)에 반비례한다.

즉,  [eqn: R~=~ rho ``{l } over {S }]

□ [eqn: rho ~=~R TIMES ``{S } over {l } ~=~ OMEGA TIMES m^2 /m~=~ OMEGA CDOT m]

□ 여러 가지 물질의 비저항

물질	비저항(□□m)	물질	비저항(□□m)
은	[eqn: 1.6 TIMES { 10}^{-8 }]	게르마늄	0.46
구리	[eqn: 1.7 TIMES { 10}^{-8 }]	실리콘	640
알미늄	[eqn: 2.8 TIMES { 10}^{-8 }]	유리	[eqn: 10^10 ~ ∼ ~10^14]
텅스텐	[eqn: 5.5 TIMES { 10}^{-8 }]	에보나이트	[eqn: 10^13 ~ ∼ ~10^15``]
철	[eqn: 10 TIMES { 10}^{-8 }]	고무	[eqn: (``1`∼`5``) TIMES 10^13``]
니크롬	[eqn: 1.1 TIMES { 10}^{-6 }]	황	[eqn: 10^15``]

(4) 비저항과 온도

□ 대부분의 금속은 온도의 증가에 따라 저항값도 증가한다. 온도가 증가하면 원자의 진동이 활발해져 전자와 충돌하는 횟수가 늘어나기 때문이다. 표준온도(보통 0℃나 20℃)에서의 비저항값을 [eqn: { rho }_{0 } `], 온도 T에서의 비저항값을 □라 할 때 좁은 영역(0-100℃ 정도)에서 다음과 같은 식으로 표현된다.

[eqn: rho ``={ rho}_{0 } [1+ alpha`` (T- { T}_{0 })]]

□ 반도체 : 온도가 증가함에 따라 비저항이 감소한다. 서미스터(Thermister)는 작은 반도체의 결정으로서 민감한 전자온도계를 만드는데 사용된다.

□ 초전도체 : 상온에서는 온도가 감소함에 따라 비저항이 감소하다가 어떤 온도(임계온도)에 이르면 비저항이 갑자기 0으로 떨어지는 물질이다.

15-6) 전기에너지

(1) 회로에 전위차를 걸어서 전류가 흐르도록 하면 회로저항에 의해 전기에너지가 열에너지로 변환된다. 전기적인 위치에너지(전기에너지)와 중력에 의한 물체의 위치에너지를 비교해 보면 다음과 같다.

전기적 위치에너지      = 전하량(q) □ 전압(V)

중력에 의한 위치에너지 = 무게(mg) □ 높이(h)

전기에너지(=일)를 W로 나타내면,

[eqn: W``=``q`V``=``V`I`t``=``I`^2 R`t``=``{{V`^2} over R}t ~(J)``]

[eqn: ( BECAUSE ~q``=``I `t, ~V``=``IR``)]

이 전기에너지는 도선에서 열에너지로 전환되며 이 때 발생하는 열량은 다음과 같다.

[eqn: Q``=``W over J``=``{1} over J V`I`t ``=``{1} over J I`^2 R`t~(rm cal)]

J : 열의 일당량 4.2 J/cal

(2) 소비전력

단위시간에 발생하는 열에너지 혹은 전류가 단위시간에 한 일의 양.

[eqn: P``=``W over t``=``V`I``=``I`^2 ``R``=``{V`^2} over R]

예를 들어, 100V 용 100W 전구인 경우,

□ 저항은 [eqn: P``=`` {V`^2} over R]에서 [eqn: R``=``{V`^2} over P``=``100 ^2 over 100``=``100~( OMEGA )]이다.

□ [eqn: W``=``J``/sec]이므로, 100 W의 전력이란 매초당 100 J의 전기에너지를 소비하는 것이다.

(3) 소비전력량

전기에너지가 다른 형태의 에너지로 전환된 양을 말하며 전력□시간으로 나타낸다. 1 kWh는 1 kW의 전력을 1시간 동안 소비한 것이며 3.6□106 J과 같다.

(□ 1 kWh = 103 Wh = 103□60□60 W□sec = 3.6□106 J)

15-7) 자기장의 단위

(1) 자속 : 자기장에 수직인 단면을 지나는 자기력선의 수. 단위는 Weber(Wb).

(2) 자속밀도 : 자기장에 수직인 단위면적을 지나는 자기력선의 수로서 자기장의 세기를 나                   타낸다. 단면적 A를 지나는 자기력선을 □라 할 때 자속밀도 B는 다음과 같다.

[eqn: B``=`` PHI over A``]

단위는 Wb/m2 = T(Tesla) = N/A·m(Newton/Ampere·meter)

15-8) 유도계수의 단위

(1) 자체유도 : 코일에 흐르는 전류의 세기가 변하면 코일을 통과하는 자기장(자속)이 변하고 이에 따라 유도기전력이 발생하여 유도전류가 흐르게 된다. 이것을 자체유도라 하며, [eqn: DELTA t`] 동안 전류가 [eqn: DELTA I`] 만큼 변했을 때  유도기전력은 다음과 같다.

[eqn: E``=``-L{{ DELTA I} over { DELTA t}}``]

여기에서 L은 자체 유도계수(자체 인덕턴스)이며, 단위는 H(Henry)이다. 1 H는 1초 동안 1 A의 전류변화가 있을 때 1 V의 유도 기전력이 발생하는 경우의 유도계수이다.

(2) 상호유도 : 서로 가까이 설치된 두 개의 코일 중 어느 한 쪽에 전기를 흐르게 하여 자기장을 변화시키면 다른 코일에 유도기전력이 발생한다. 이것을 상호유도라 한다. [eqn: DELTA t`] 동안 전류가 [eqn: DELTA I`] 만큼 변했을 때  유도기전력은 다음과 같다.

[eqn: E``=``-M{{ DELTA I} over { DELTA t}}``]

여기에서 M은 상호 유도계수(상호 인덕턴스)이며, 단위는 H(Henry)이다.

16. 진동의 단위

16-1) 단위 및 환산식

종류	단위	환산식	적용범위
변위 (Displacement)	mm, inch, mil (=10-3 inch)	[eqn: rm D``=`` it a``]	구조물 (피로강도)
속도 (Velocity)	cm/sec, mm/sec inch/sec	[eqn: rm V``=`` it a``w``] [eqn: =~it a CDOT 2` pi it f``]	일반회전기계, 박용엔 진, 거주구진동
가속도 (Acceleration)	g (= 9.81m/sec2), mm/sec2, cm/sec2 (= gal), inch/sec2	[eqn: rm A``=`` it a``w^2``] [eqn: =~it a CDOT (` 2` pi it f``)^2``]	충격(shock), T/C, 항해의장품

[eqn: it w``=``2` pi `f`]

[eqn: omega ~=~각진동수``]

[eqn: f~=~주파수``(rm Hz=cps)]

16-2) 측정단위 환산방법

알고있는 얻고자 단위 하는 단위 .	peak to peak	peak	RMS (Root Mean Square)	average
peak to peak =	-	2.000	2.828	3.142
peak =	0.500	-	1.414	1.571
RMS =	0.354	0.707	-	1.110
average =	0.318	0.636	0.900	-

17. 그리스 알파벳 읽기

대문자	소문자	이름	영어식읽기	한국식읽기
□	□	Alpha	앨퍼	알파
□	□	Beta	비-터	베타
□	□	Gamma	개머	감마
□	□	Delta	델터	델타
□	□	Epsilon	엪사일런	엡실론
□	□	Zeta	지-터	제타
□	□	Eta	이-터	이타
□	□	Theta	씨-터	쎄타
□	□	Iota	아이오우터	이오타
□	□	Kappa	캐퍼	카파
□	□	Lambda	램더	람다
□	□	Mu	뮤-	뮤-
□	□	Nu	뉴-	뉴-
□	□	Xi	크사이	크사이
□	□	Omicron	오마이크런	오미크론
□	□	Pi	파이	파이
□	□	Rho	로우	로
□	□	Sigma	시그머	시그마
□	□	Tau	타우	타우
□	□	Upsilon	윱사일런	윕실론
□	□	Phi	파이	파이
□	□	Chi	카이	카이
□	□	Psi	프사이	프사이
□	□	Omega	오우미거	오메가